WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

«ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ИНТЕРАКТИВНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМ ЭФИРНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ ...»

-- [ Страница 4 ] --

неконтролируемое изменение уровня сигнала на входе приемника, тем самым повысить помехоустойчивость системы, изображение не пропадало, его искажения не зафиксированы, выполняется условие (4.3).

В лабораторных условиях исследованы варианты построения системы 3.

ЦТВ с изменением символьной скорости, количества несущих, модуляции, которые показали свою работоспособность, но не рекомендованы к постоянному использованию в реальных условиях, ввиду снижения скорости передачи данных для повышения помехоустойчивости системы и протеканию переходных процессов после переключения ее настроек.



Меры по повышению помехоустойчивости за счет уменьшения скорости 4.

передачи данных целесообразны, например, в случае включения сигналов гражданской обороны и чрезвычайных ситуациях, когда важны максимальная зона покрытия передатчика в совокупности с максимальной помехоустойчивостью и достаточностью трансляции только одной программы.

Использование интерактивного устройства в системах эфирного ЦТВ с 5.

обратной связью позволяет повысить их эффективность на 11% (понизить на 3 дБ выходную мощность передатчика) в части более рационального использования зон уверенного приема при сохранении охвата населения при благоприятных условиях.

Для реализации обратной связи в системах эфирного ЦТВ предложено интерактивное устройство, которое будет рассмотрено в разделе 5.

5 ИНТЕРАКТИВНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

В СИСТЕМАХ ЦТВ

–  –  –

В данной главе автором предложена физическая реализация интерактивного устройства для повышения помехоустойчивости систем эфирного ЦТВ. Тюнер, используемый в конструкции, работает в диапазоне 48 – 870 МГц. На дисплее имеется курсор, индикатор частоты в точке курсора, индикатор уровня сигнала. В качестве приемной антенны применяется антенна ДМВ-диапазона «Дельта H-111с коэффициентом усиления 8,5 дБ в диапазоне 21-60 ТВК.

Для усиления и калибровки сигнала применяется ТВ усилитель (рисунок 5.1), который выполнен на и балансных транзисторах с использованием термостабилизацией с отрицательной обратной связью.

Рисунок 5.1 – Телевизионный усилитель мощности

Для выделения и демодуляции необходимой частоты заимствован тюнер DVB-T2/T/C/ATV RF Tuner фирмы Earda (China).

Для получения и обработки данных о сигнале применяется микроконтроллер PIC 16F877 с доработанной автором микропрограммой в части реализации функции зависимости уровня сигнала на входе устройства и выходной мощности передатчика.

Для получения достоверных данных, предложенное устройство было откалибровано согласно показаний прибора Планар «ИТ-15Т2» г. Челябинск, в котором используется похожая элементная база. Коэффициент усиления усилителя подобран так, что измеренные данные измерительным прибором Планар «ИТ-15Т2» и интерактивным устройством совпадали. На последнем этапе работы устройства данные передаются на его дисплей для принятия решения оператором, либо в блок управления передатчиков в случае автоматической работы системы.

–  –  –

Алгоритм выбора точки приема (приемника) для передачи данных с целью реализации обратной связи с передатчиком приведен на рисунке 5.2.

Начало

–  –  –

Для передачи данных об уровне сигнала и месторасположении приемника возможно использование каналов связи GSM.

На рисунке 5.3 приведена структурная схема системы эфирного ЦТВ с обратной связью для повышения ее помехоустойчивости.

–  –  –

Система работает следующим образом. Телевизионный передатчик (1) с помощью антенно-фидерного устройства (2) транслирует в свободное пространство (канал прямой связи) сигнал (3). С приемной антенны (4) телевизионный сигнал поступает на вход абонентской приставки (приемник) (5).

В это же время уровень телевизионного сигнала анализируется с помощью анализатора уровня входного сигнала (6) Далее данные о результатах анализа поступают на интерфейсный блок (7), после чего по каналу обратной связи (8) информация о значениях параметров поступает в интерактивный блок управления параметрами передатчика (9), который в свою очередь регулирует работу передатчика, антенна глонасс/gps (10) используется для определения месторасположения приемника.

В основу конструкции интерактивного устройства использован тюнер от аналогового ресивера с управлением по шине I2C, а также графический LCD дисплей.





Принцип работы прибора ничем не отличается от принципа работы любого панорамного индикатора или анализатора спектра. Всей системой управляет микроконтроллер PIC16F877 от фирмы MicroChip по записанной в нём программе. После включения прибора программа инициализирует LCD дисплей и тюнер. Далее сигнал с тюнера (вывод В/В) поступает на регулируемый внутренний усилитель на микросхеме 741, регулирующий общее усиление продетектированного сигнала тюнера.

После внутреннего усилителя сигнал подаётся на коммутатор на микросхеме 561КТ3, которая также управляется микроконтроллером. Коммутатор переключает входы АЦП контроллера, т.к. измерения амплитуды сигнала для «панорамы» и индикатора уровня происходят в разных каналах АЦП. После аналого-цифрового преобразования данные обрабатываются и поступают по 4-х битной шине на LCD дисплей. Важно чтобы «панорама» от мощного сигнала не выходила за верхнюю границу дисплея, а показания индикатора уровня соответствовали его уровню.

Рисунок 5.4 – Схема электрическая принципиальная приемной части интерактивного устройства Для реализации интерактивных устройств с целью повышения помехоустойчивости систем эфирного ЦТВ в работе было реализовано устройство по типовой схеме (рисунок 5.

4) с изменениями в конфигурации микропрограммы. Программный код был скорректирован под телевизионный диапазон 48 – 870 МГц.

–  –  –

В этом разделе рассмотрены способы регулирования и представлено обоснование выбранного способа для реализации системы эфирного ЦТВ с введением обратной связи с использованием интерактивных устройств.

–  –  –

PID = ПИД означает "proportional = пропорциональный", "integral = интегральный", "derivative = дифференциальный". Эти термины описывают простейшие элементы ПИД-контроллера. Каждый из этих элементов выполняет определенную задачу и оказывает свое специфическое воздействие на функционирование системы в целом [110].

В ПИД-контроллере эти элементы оперируют комбинацией не только входных управляющих параметров, но и сигналами обратной связи с управляемого устройства (в нашем случае - это цифровой передатчик, т.е. объект управления, далее просто - устройство). Выходы этих элементов суммируются между собой и формируют управляющий передатчиком сигнал.

Рисунок 5.5 ПИД-контроллер

В приведенном на рисунке 5.5 дифференциальный элемент оперирует только сигналом обратной связи от интерактивного устройства. Этот сигнал вычитается из сигнала управляющего воздействия и полученная разность считается ошибкой управления. Эта разность подается на вход пропорциональному и интегральному элементам, получающиеся на их выходах сигналы складываются между собой и формируют сигнал управления. На рисунке указан альтернативный вариант включения пропорционального элемента (пунктиром) - оптимальную схему включения можно выбрать только на конкретном устройстве и частной задаче управления.

В данном случае объектом управления является цифровой телевизионный передатчик. Управление осуществляется на основе информации от абонентских приемников по средствам интерактивного устройства и канала обратной связи.

Цифровой телевизионный передатчик Рассмотрим цифровой телевизионный передатчик, который функционирует на основе данных, полученных от абонентских устройств через интерактивное (рисунок 5.6).

–  –  –

Передатчик управляется уровнем задаваемым управляющим алгоритмом, который реализован в интерактивном устройстве. Сигнал со входа абонентского устройства поступает на интерактивное устройство, на выходе которого формируется сигнал на основе проведенных исследований, представленных в работе ранее.

Сформированный сигнал управления по каналу обратной связи поступает на вход формирователя передатчика. Выходная мощность формирователя изменяется пропорционально поступившему сигналу, т.е. изменяется выходная мощность передатчика. Реальный цифровой телевизионный передатчик не может мгновенно изменять выходную мощность, поэтому между подачей на формирователь сигнала управления и установлением соответствующей выходной мощности существует некоторая задержка. Интерактивное устройство в этой схеме просто умножает значение уровня входного сигнала и делит на некоторую константу, которая вычисляется по закону (3.1).

Рисунок 5.7 График выходной мощности после включении передатчика

На рисунке 5.7 показано поведение системы при подаче некоторого фиксированого напряжения в момент времени. Из графика видно, что усилитель не сразу «набирает» соответствующую мощность, но после того, как набрал (при ), дальше он её поддерживает. Здесь и на рисунках ниже время и выходная мощность передатчика представлены в условных единицах.

–  –  –

В режиме пропорционального управления контроллер фиксирует отклонение, умножает его на константу и выдает его в качестве управляющего воздействия.

Рисунок 5.8 Пропорциональное управление цифровым передатчиком Рисунок 5.

8 показывает что происходит, когда пропорциональное управление применяется к системе цифрового передатчика и интерактивного устройства.

Для малого значения коэффициента усилитель мощности передатчика приходит к нужному положению, но достаточно медленно. Увеличение коэффициента приводит к более быстрой реакции системы. Однако, если дальше увеличивать коэффициент, то усилитель более быстро достигает требуемой номинальной мощности, но дальше идёт "перелёт" (общепринятый термин которым обозначается этот эффект в «перерегулирование»), из-за чего система не приходит к требуемому положению быстрее, чем при меньших коэффициентах.

Если продолжить увеличивать коэффициент, то наступит ситуация, когда система станет бесконечно осциллировать (колебаться) вокруг заданной точки и не придет в требуемое состояние.

Система эфирного ЦТВ с интерактивным устройством "перелетает" необходимое положение при больших коэффициентах из-за задержки с реакцией на управляющее воздействие. Если вернуться к рисунку 5.7, то можно увидеть, что передатчик не сразу набирает номинальную мощность при подаче на него управляющего сигнала. Эта задержка, с задержкой обратной связи приводит к "перелёту" через требуемое положение на рисунке 5.8.

5.3.3 Интегральное управление

Интегральное управление практически всегда используется совместно с пропорциональным управлением, чтобы добавить "долгосрочной точности".

Интегральное управление само по себе обычно снижает стабильность системы или вообще делает систему нестабильной.

Рисунок 5.9 Интегральное управление цифровым передатчиком

На рисунке 5.9 приведены результаты управления цифровым передатчиком с интерактивным устройством, реализующим чисто интегральное управление. Как видно система вообще не стабилизируется. Как и в случае с системой с пропорциональным управлением у цифрового передатчика под чистым интегральным управлением колебания будут становиться только больше, вплоть до «разрушения» выходных каскадов усилителей.

Рисунок 5.10 Интегральное управление передатчиком

Рисунок 10 показывает, как себя ведёт система эфирного ЦТВ с обратной связью и интерактивным устройством под чистым интегральным управлением.

Как видно время стабилизации системы стало значительно больше, чем при пропорциональном управлении (см. рисунок 5.8), но зато теперь система стабилизируется при требуемом состоянии, даже при некоторых внешних воздействиях.

Из последнего графика ясно, как используется интегральный компонент управления. В состоянии интегратора "запоминается" всё, что произошло в предыдущие моменты времени и это позволяет контроллеру избегать "долгосрочных ошибок", т.е. поведения при котором мы видим, что не достигли требуемого положения, а никакого управляющего воздействия не вносим.

Следует отметить, что у этой компоненты есть и недостатки – интерактивное устройство всегда реагирует с некоторым запозданием, когда система уже длительное время получает совершенно неправильные команды. Чтобы стабилизировать предыдущие две системы потребуется добавить в принятие решения немного информации о текущем состоянии системы, которое доступны только в пропорциональной компоненте.

Рисунок 5.11.

Пропорционально-интегральное управление передатчиком На рисунке 5.14 показано как ведёт себя цифровой передатчик под пропорционально-интегральном (ПИ) управлением. Если сравнить его с рисунками 5.8 и 5.11, то видно, что время на стабилизацию увеличилось по сравнению с чисто пропорциональной схемой, но стабилизация идёт в правильное положение, которое и требовалось.

Вследствие того, что добавлена интеграция отклонения по времени, становится важным частота, с которой работает цикл управления.

Скорость изменения состояния интегратора равна среднему отклонению умноженному на коэффициент интегратора умноженному на частоту цикла управления. Так как интегратор сглаживает замеры отклонения по времени, допустимы некоторые отклонения от нормальной частоты вызова управляющего цикла, но в любом случае эти отклонения должны быть чем-то ограничены. В худшем случае рекомендуется, чтобы частота вызова цикла управления не отклонялась более чем на 20% на каждом участке из 10 вызовов. Иногда лучше пропустить часть значений, чтобы сохранить требуемую частоту вызова управляющего цикла. Для ПИ-контроллера оптимальная точность вызова цикла управления лежит в пределах 1-5%.

Если требуется значительно изменить состояние управляемой системы, которое не может быть произведено за короткий интервал времени - тогда всё это время отклонение будет велико и это огромное отклонение накопится в состоянии интегратора, что вызовет в свою очередь его "вылетание". В том случае, когда система достигнет своего целевого положения, в интеграторе будет находиться повышенное накопленное отклонение, которое вызовете дальнейший значительный "перелёт" через необходимое положение и система так же значительное время будет продолжать двигаться уже за пределами целевого значения. В лучшем случае это будут затухающие колебания, в худшем - система никогда не стабилизируется и будет осциллировать с завышенной амплитудой.

–  –  –

Пропорциональное управление соответствует использованию "сиюминутной" информации о системе, а интегральное управление использует информацию о "прошлом" системы. Если получен элемент, который соответствует использованию "прогнозной" информации о системе, то возможно использовать его для стабилизации системы. Таким искомым элементом является дифференциатор.

Дифференциальная компонента [109] сама по себе представляет разность между предыдущим состоянием системы и текущим её состоянием, что позволяет оценить скорость изменения состояния системы и предугадать в каком состоянии окажется система в следующий момент времени.

Рисунок 5.12 ПИД-управление цифровым передатчиком При использовании дифференциальной компоненты становится возможным стабилизация платформы в системе сверхточного позиционирования.

Рисунок 5.12 показывает, как себя ведёт цифровой передатчик под ПИДуправлением.

Как видно из графиков этот подход существенно улучшает качество управления системой.

Дифференциальная компонента управления очень мощная, но она же и самая проблемная из представленных типов управления. Проблемы, с которыми придётся столкнуться - нерегулярность частоты сбора данных, шумы и высокочастотные колебания. Если состояние системы меняется с постоянной скоростью, а время между запуском управляющей итерации варьируется, то можно получить неверную информацию о скорости системы. Поскольку обычно время между итерациями управления достаточно мало, шумы такого сорта могут быть очень значительными и будут сильно мешать задаче управления.

При использовании дифференциального управление нужно обращать внимание на точность временных интервалов между итерациями управляющего цикла. В данном случае погрешность в пределах 1%.

Дифференциальное управление страдает от шумов больше других типов управления, потому что оно эти шумы усиливает, в отличие от пропорционального управления, которое просто транслирует эти шумы или интегрального, которое вообще шумы подавляет.

–  –  –

Значение частоты сбора данных является важным параметром, но важнее то, что она была стабильной. Если частота слишком маленькая, тогда невозможно получить нужную эффективность и более того систему, невозможно будет стабилизировать. При слишком большой частоте - возникают шумы в дифференциальное компоненте и переполнение состояния интегратора.

Продолжительность итерации управляющего цикла должна быть между 1/10 и 1/100 желаемого времени стабилизации системы в новом положении. Если вы посмотрите на рисунок 16, там это время порядка 6 с. Если время принятия системой нового положения нужно 1 с., тогда вас может устроить частота даже такая низкая, как 10Гц.

5.4 Устойчивость системы эфирного ЦТВ с интерактивным устройством

Управление техническим объектом состоит в выработке команд, реализация которых обеспечивает целенаправленное изменение состояния этого объекта при соблюдении заранее обусловленных требований и ограничений.

Воздействия, получаемые объектом со стороны внешней среды и приводящие к нежелательным отклонениям управляемых величин, называют возмущающими воздействиями, или возмущениями. Возмущающие воздействия являются случайными функциями времени, т.е. их изменение в будущем является в обычном понимании непредсказуемыми.

Изменение управляемых величин в соответствии с целью управления (и, в частности, поддержание их на неизменном уровне) осуществляется подачей на объект специально организуемых управляющих воздействий.

Управление, осуществляемое без участия человека, называют автоматическим, а техническое устройство, выполняющее в этом случае функции управления, — автоматическим управляющим устройством или контроллером;

объект управления и контроллер во взаимодействии друг с другом образуют систему автоматического управления (САУ).

В процессе работы контроллер получает текущую информацию о цели управления, а также информацию о текущем состоянии объекта и среды его функционирования и в соответствии с этой информацией (которая называется рабочей) формирует управляющие воздействия на объект так, чтобы была достигнута цель управления.

В отношении выполняемых элементами системы функций всякая система управления в наиболее укрупненном виде должна состоять из двух основных элементов: управляемого объекта (в котором протекает подлежащий управлению процесс) и контроллера (осуществляющего функции управления этим процессом).

Простейшая структурная схема системы управления показана на рисунок 5.13, а. Здесь контроллер КН, получая информацию о цели управления в виде меняющеюся во времени t сигнала задания x(t), формирует управляющее воздействие y(t) на объект ОБ таким образом, чтобы управляемая величина y(t) менялась в соответствии с изменением x(t), т.е. так, чтобы достигалась цель управления [111].

y(t) = х(t). (5.1) Рисунок 5.13 – Структурная схема системы эфирного ЦТВ а – без обратной связи, б – с обратной связью Очевидно, что подобная система управления может реально функционировать только тогда, когда между изменением y(t) и вызвавшим его изменением µ(t) в объекте существует однозначное соответствие. Это соответствие отражается в математической модели объекта, которая предполагается заранее известной и может быть использована для определения алгоритма функционирования контроллера (алгоритма управления). Этот алгоритм определяет, как следует изменять управляющее воздействие µ(t) в зависимости от изменения x(t) для того, чтобы была достигнута цель управления (5.1).

Загрузка...

Информацию о математической модели объекта, используемую для проектирования алгоритма функционирования контроллера, называют априорной информацией об объекте управления.

Практически рассмотренная структура системы управления может функционировать только при выполнении следующих довольно жестких условий:

- на объект управления не действуют никакие возмущения;

-математическая модель объекта известна для любого момента времени с достаточно высокой точностью;

- требуемый алгоритм управления может быть реализован в контроллере с достаточно высокой точностью.

Нарушение хотя бы одного из этих условий приведет к появлению неконтролируемого самопроизвольного отклонения управляемой величины от желаемого значения, причем с течением времени это отклонение может стать недопустимо большим. В этом случае в структуру системы управления приходится вводить добавочный канал, по которому контроллер получает информацию о действительном значении управляемой величины в каждый момент времени; это позволяет контроллеру при появлении отклонения от желаемого значения (независимо от того какой причиной оно вызвано) осуществить добавочное изменение управляющего воздействия па объект так, чтобы это отклонение было ликвидировано. Соответствующая структурная схемы системы приведена в данном разделе (рисунок 5.13, б). Канал, по которому информацию с выхода системы об изменении управляемой величины подается на вход контроллера, называют каналом обратной связи, или просто обратной связью. На этой схеме, помимо управляющего воздействия на объект x(f), показаны также возмущающие воздействия x(t), число которых может быть неопределенно большим; среди них могут быть и недоступные для контроля.

В системе с обратной связью (рисунок 5.13, б) имеется замкнутый контур циркуляции сигналов; поэтому такие системы получили также название замкнутых систем управления. Соответственно систему управления без обратной связи (рисунок 5.13, а) называют разомкнутой.

5.4.1 Начальные условия устойчивости системы с обратной связью

Понятие устойчивости относится к ситуации, когда входные сигналы системы равны нулю, т.е. внешние воздействия отсутствуют. При этом правильно построенная система должна находиться в состоянии равновесия (покоя) или постепенно приближаться к этому состоянию. В неустойчивых системах даже при нулевых входных сигналах возникают собственные колебания и, как следствие, – недопустимо большие ошибки.

Понятие точности связано с качеством работы управляемых систем при изменяющихся входных сигналах. В правильно спроектированных системах управления величина рассогласования между заданным законом управления g(t) и выходным сигналом x(t) должна быть мала.

Наконец, для характеристики влияния помех на системы управления используют дисперсию или среднее квадратическое отклонение составляющей ошибки за счет действия помех.

Одним из первых вопросов, возникающих при исследовании и проектировании систем управления, является вопрос об их устойчивости.

Линейная система называется устойчивой, если при выведении ее внешними воздействиями из состояния равновесия (покоя) она возвращается в него после прекращения внешних воздействий. Если после прекращения внешнего воздействия система не возвращается к состоянию равновесия, то она является неустойчивой. Для нормального функционирования системы управления необходимо, чтобы она была устойчивой, так как в противном случае в ней возникают большие ошибки.

Определение устойчивости обычно проводят на начальном этапе создания системы управления. Это объясняется двумя причинами. Во-первых, анализ устойчивости довольно прост. Во-вторых, неустойчивые системы могут быть скорректированы, т.е. преобразованы в устойчивые с помощью добавления специальных корректирующих звеньев.

5.4.2 Анализ устойчивости с помощью алгебраических критериев Устойчивость системы связана с характером ее собственных колебаний.

Чтобы пояснить это, предположим, что система описывается дифференциальным уравнением или, после преобразования Лапласа,

–  –  –

будет корнем характеристического уравнения. Двум комплексно-сопряженным корням будут соответствовать слагаемые вида,.

При этом, если ak 0, то в системе имеются затухающие колебания. При ak 0 – колебания возрастающей амплитуды, а при ak = 0 -колебания постоянной амплитуды сk.

Таким образом, система устойчива, если действительные части всех корней характеристического уравнения отрицательны. Если хотя бы один корень имеет действительную часть ak = 0, то система неустойчива. Говорят, что система находится на границе устойчивости, если хотя бы один корень характеристического уравнения имеет нулевую действительную часть, а действительные части всех остальных корней отрицательны.

Это определение хорошо иллюстрируется геометрически. Представим корни характеристического уравнения точками на комплексной плоскости (рисунок 5.14).

Рисунок 5.14 – Графическое представление характеристического уравнения Если все корни лежат в левой полуплоскости комплексного переменного, то система устойчива.

Если хотя бы один корень лежит в правой полуплоскости комплексного переменного - система неустойчива. Если же корни находятся на мнимой оси и в левой полуплоскости, то говорят, что система находится на границе устойчивости.

–  –  –

Основным недостатком рассмотренного алгебраического подхода к анализу устойчивости является то, что в сложных системах управления трудно установить связь между корнями знаменателя рk, k=1, 2, …, n, и параметрами элементарных звеньев, составляющих систему управления. Это приводит к трудностям коррекции неустойчивых систем. Для того, чтобы упростить анализ устойчивости, желательно проводить этот анализ по передаточной функции H(p) разомкнутой системы управления.

Запас устойчивости. Запас устойчивости по усилению определяется величиной g =1/|H(jw0)|, где w0 - частота, на которой (рисунок 5.15, а). Запас устойчивости g показывает, во сколько раз должен измениться (увеличиться) модуль передаточной функции разомкнутой системы управления, чтобы замкнутая система оказалась на границе устойчивости. Требуемый запас устойчивости зависит от того, насколько в процессе работы может возрастать коэффициент передачи системы по сравнению с расчетным.

Запас устойчивости по фазе оценивается величиной

–  –  –

Интерактивное устройство для реализации обратной связи между 1.

приемником и передатчиком в системах эфирного ЦТВ полностью удовлетворяет поставленным в работе задачам и после детальной технической и технологической переработки и усовершенствования возможно рассмотрение его серийного производства и внедрения в технологический процесс предприятий связи.

В системах эфирного ЦТВ с обратной связью с П-регулятором имеется 2.

остаточная неравномерность регулирования, для уменьшения которой следует по возможности увеличивать коэффициент передачи регулятора. В системе с Прегулятором увеличение коэффициента передачи регулятора приводит к появлению колебаний, затухание которых ухудшается по мере такого увеличения коэффициента передачи регулятора. Тем не менее, система сохраняет устойчивость при любом значении этого коэффициента.

В системах эфирного ЦТВ с обратной связью с И-регулятором 3.

остаточная неравномерность отсутствует, но наблюдается значительное (по сравнению с П-регуляторами) увеличение склонности системы к неустойчивости.

В системе с таким регулятором могут возникнуть колебательные процессы даже при регулировании объектов, хотя в этом случае система всегда сохраняет устойчивость. Однако уже при достаточно большом коэффициенте передачи регулятора может потерять устойчивость.

Эксперименты показали, что на различных ТВ каналах обратная связь в 4.

системах эфирного ЦТВ ведет себя одинаково, т.е. она частотнонезависима.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении сформулированы основные результаты работы.

Разработанное интерактивное устройство для системы эфирного цифрового 1.

телевизионного вещания повышает ее помехоустойчивость до 11% и снижает потребление электроэнергии до 15% благодаря корректировке параметров цифровых телевизионных передатчиков на основе анализа параметров сигналов в точке приема.

Предложено выражение функции зависимости уровня сигнала в точке 2.

приема от предполагаемого ослабления (удаленности), что необходимо для реализации зависимости выходных параметров передатчика от параметров сигнала приемника.

Разработана и исследована методика оценки помехоустойчивости эфирной 3.

цифровой телевизионной системы DVB-T2 на основе анализа изображений звездных диаграмм вектора модуляции. Установлен критический уровень для параметра Gray Value на звездных диаграммах, который составляет 5,08 условных единиц (режим – 8k, модуляция 64–QAM, скорость кода – 3/4, защитный интервал – 1/8).

Скорректирована формула Введенского и обосновано значение поправочного 4.

коэффициента m=0,95, т.е. она адаптирована для расчета мощности цифровых телевизионных передатчиков на расстоянии более 10 км от них.

Разработан комплекс программ («Zona 1» и «Zona 2») для оценки зон 5.

уверенного приема цифровых телевизионных передатчиков.

Решены практические задачи по оценке зон покрытия цифровых 6.

телевизионных передатчиков в г. Кемерово, г. Томск, г. Юрга (23, 21, 60 ТВК, соответственно) с использованием разработанного программного продукта. При этом различие рассчитанных и экспериментально измеренных на местности уровней мощности сигналов передатчиков не превышает 3%, что доказывают достоверность, а, следовательно, и практическую пригодность полученных в работе результатов.

На основе результатов работы разработаны и используются в учебном 7.

процессе лабораторные практикумы по профильным дисциплинам.

Предложена методика исследования способов помехоустойчивости 8.

телевизионной системы стандарта DVB–T2.

Разработан алгоритм комплексной оценки качества изображений получаемых 9.

абонентом.

10. Определен диапазон критических уровней помехоустойчивости эфирной ЦТВ системы DVB-T2, который составил 36,1 дБмкВ (режим - 8k, модуляция 64-QAM, скорость кода - 3/4, защитный интервал – 1/8).

11. Для реализации системы эфирного ЦТВ с обратной связью и интерактивным устройством подходит ПИД-управление цифровым передатчиком.

12. Результаты лабораторных исследований согласуются с результатами теоретических расчетов и натурных испытаний (доверительная вероятность р0,95). Результаты работы соотносятся с известными работами. [11, 12, 13, 98, 99, 100, 101], соответствуют [2, 3, 7, 102, 103, 104, 105].

Таким образом, в диссертационной работе в соответствии с сформулированной целью, содержится решение задачи по повышению помехоустойчивости систем эфирного ЦТВ, разработке алгоритмов, методик, реализации программ для оценки зон обслуживания цифровых телевизионных передатчиков, имеющих существенное значение для радиотехнической отрасли знаний.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

О результатах опытной эксплуатации наземной сети цифрового 1.

телевизионного вещания в стандарте DVB-T2: [Решение Правительственной комиссии по развитию телерадиовещания: принято 22 сентября 2011 года №3].

2. ETSI EN 302 755 V1.1.1 (2009–09) European Standard (Telecommunications series) Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB–T2).

Федеральная целевая программа «Развитие телерадиовещания 3.

в Российской Федерации на 2009–2015 годы»: [федер. закон: постановление правительства РФ: принят правительством РФ 03 декабря 2009 года №985].

Серов А.В. Эфирное цифровое телевидение DVB–T/H. – СПб.: БВХ – 4.

Петербург, 2010. – 464 с.

Варбанский А.М. Телевизионная техника. Изд. Энергия, 1964. – 543 с.

5.

6. Fa-Long Luo. Mobile Multimedia Broadcasting Standards: Technology and Practice. Springer Science & Business Media, 2008. – 674 р.

7. Fischer W. Digital Video and Audio Broadcasting Technology: A Practical Engineering Guide. Springer Science & Business Media, 2010. – 827 p.

Курячий М.И., Костевич А.Г., Гальчук И.В. Пространственно-временная 8.

ранговая обработка изображений в видеоинформационных системах: моногр. – Томск: Томск. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2013. – 120 с. – Бутенко, В. В.; Кокошкин, И. В.; Плотников, А. А.; Лопато, С. И..

9.

Вопросы системного проектирования сетей цифрового вещания Российской Федерации / Электросвязь. – 2009. – №10. – С. 12–23.

10. Локшин М. Основы планирования наземных сетей телевизионного и ОВЧ-ЧМ-вещания. Зоны обслуживания радиостанций // Broadcasting” №4, 2006.

С. 28-31.

Красносельский И.Н. Исследование помехоустойчивости системы DVBT на модели канала с многолучевым распространением / И.Н. Красносельский, С.

А. Канев //Электросвязь. – 2010. – №7. – С. 28–30.

12. Карякин В.Л. Технология эксплуатации систем и сетей цифрового телевидения стандарта DVB-T2: Монография// М.:СОЛОН-ПРЕСС. - 2014. - 158 с.

13. Методика определения зоны обслуживания одиночной передающей станции наземного цифрового ТВ-вещания стандарта DVB-T [Электронный ресурс]: ГКРЧ 2012 г. № 12-14-09. [Москва]. Режим доступа:http://minsvyaz.ru/common/upload/Prilozhenie_N_2_k_resheniu_N_12-14свободный (дата 09_Metodika_-_Zona_obsluzhivaniya_stantsii_DVB-T.pdf, обращения: 01.09.2014).

14. Халафян, А.А. Statistica 6. Математическая статистика с элементами теории вероятностей. – М.: Бином., 2010. – 496 с.

15. Геоинформационная система проектирования и анализа радиосетей «ПИАР» ресурс]: НПФ «ЯР»

[Электронный [Ярославль] // http://www.npfyar.ru/piar.html, свободный (дата обращения 01.09.2014).

16. Сай С.В. Качество передачи и воспроизведения мелких деталей цветных телевизионных изображений. – Владивосток. Дальнаука, 2003. – 160 с.

17. Зубарев Ю.Б., Кривошеев М.И., Красносельский И.Н. Цифровое телевизионное вещание. Основы, методы, системы. – М.: Научно– исследовательский институт радио (НИИР), 2001. – 568 с.

18. Мамчев Г.В. Основы цифрового телевидения: Учебное пособие. – Новосибирск: изд. СибГУТИ, 2003. – 248 с.

19. Карякин В.Л. Цифровое телевидение. – М.:Солон–Пресс, 2008. – 272с.

20. Цифровое вещание DVB–T и DVB–T2 в Европе и в Мире. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://tvnews.by/tb/2200-dvb-t-i-dvb-t2-v-evrope-i-vmire.html, свободный (дата обращения 01.09.2014).

21. Кривошеев М. И., Федунин В. Г. Интерактивное телевидение. – М.:

Радио и связь, 2000.

22. 2nd Generation Terrestrial. The World’s Most Advanced Digital Terrestrial TV System [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.dvb.org/resources/ public/factsheets/ dvb-t2_factsheet.pdf, свободный (дата обращения 01.09.2014).

23. Цифровое эфирное телевидение в Республике Татарстан. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://tatariya.rtrn.ru/dtv/, свободный (дата обращения 01.09.2014).

24. В Томске запущено тестовое цифровое вещание федеральных каналов.

[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.tv2.tomsk.ru/news/v-tomskezapushcheno-ltestovoe-tsifrovoe-veshchanie-federalnykh-kanalovl, свободный (дата обращения 01.09.2014).

25. В День Шахтёра «цифра» пришла в Кузбасс. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://kemerovo.rtrs.ru/news/read/103/, свободный (дата обращения 01.09.2014).

26. М. И. Кривошеев. Международная стандартизация цифрового телевизионного вещания. – М.: Научно–исследовательский институт радио (НИИР), 2006. – 928 с.: ил.

27. Серов А.В. Перспективы развития телевизионных технологий // MediaVision. – 2013. – № 1.

28. Кривошеев М.И. Новый подход к развитию цифрового ТВ–вещания.

Media Vision, 2010. – №6. – C. 4–11.

29. Кривошеев М.И. Видеоинформационные системы на основе телевидения высокой и сверхвысокой чёткости / М.И. Кривошеев, В.Г. Федунин// Broadcasting. Телевидение и радиовещание. – 2009. – №3. – С.26–31.

30. А.В. Ананич. Стандарт DVB-T2: новый этап в развитии наземного цифрового вещания. [Электронный ресурс]. – Режим доступа свободный (дата обращения http://giprosvjaz.by/infresource/?q=node/254486, 01.09.2014).

31. Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television: ETSI EN 300 744 v1.6.1. ETSI, 2009.–66 с.

32. Серов А.В. Эфирное цифровое телевидение DVB–T/H. – СПб.: БХВ– Петербург, 2010. – 464 с.

33. Попов А.С. План частотных присвоений и выделений в Кемеровской области // Научная сессия ТУСУР–2009: материалы докладов научно– технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / г. Томск, 12–15 мая 2009. – В пяти частях. Ч. 1, С. 119–121.

34. «Заключительные акты» (2006; Женева). «Региональная конференция радиосвязи по планированию цифровой наземной радиовещательной службы в частях районов 1 и 3 в полосах частот 174–230 МГц и 470–862 МГц (РКР–06). 15 мая – 16 июня 2006 г. – Женева: Международный союз электросвязи, 2006. –304 с.

35. Яковлев О.И., Якубов В.П., Урядов В.П., Павельев А.Г.

Распространение радиоволн /Под ред. О. И. Яковлева. – М.: ЛЕНАНД, 2009. – 496 с.

36. Шишкин В.В., Серов Д.В. Интеллектуальные технологии при проектировании сетей связи. [Электронный ресурс]. – Режим доступа http://masters.donntu.edu.ua/2010/fkita/zaporozhchenko/library/article_3.htm, свободный (дата обращения 01.09.2014).

37. Y.Okumura et al. Field strength and its variability in VHF and UHF landmobile radio service // Review of the Electr. Commun. Lab. – 1968. – vol. 6. – р. 825Hata M. Empirical formula for propagation loss in land mobile radio services // IEEE Trans. Vehicular Technology. – 1980. – V.29.

39. Кузнецов Н.М. Частотно-территориальное планирование сети сотовой подвижной связи стандарта GSM // Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем: труды пятой Всероссийской научнопрактической конференции / г. Ульяновск, 19 – 20 июня 2007 года. – С. 83.

40. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений – М.:Техносфера, 2005. – 1072 с.

41. Ричардсон Я. Видеокодирование. H.264 и MPEG–4 – стандарты нового поколения. – М.: Техносфера, 2005. – 368 с.

42. Цифровое эфирное телевидение 2008, №1: сб. статей – СПб:

Телеспутник, 2008. – 154 с.

43. Морелос-Сарагоса Р. Искусство помехоустойчивого кодирования.

Методы, алгоритмы, применения. – М.: Техносфера, 2006 – 320 с.

44. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер.с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2004.

– 1104 с.

45. Красносельский И.Н., Канев С.А. Исследование помехоустойчивости системы цифрового вещания DVB-T на модели канала с импульсными помехами // Труды НИИР. – 2009. – No3. – С. 66 – 71.

46. Рекомендация МСЭ R BT.1735. Методы объективной оценки качества в зоне покрытия сигналами цифрового наземного телевизионного вещания системы B, определенной в Рекомендации МСЭ R BT.1306.

47. Javier Pascau. Image Processing with ImageJ. Packt, 2013. – 140 p.

48. ГОСТ Система вещательного телевидения. Основные 7845-92.

параметры. Методы измерений.

49. Кривошеев М.И. Перспективы развития телевидения. – М.: Знание, 1972.

50. ITU–R. Recommendation M.1224 – Vocabulary of terms for International Mobile Telecommunications.

51. Кривошеев М. И. Интерактивное вещание – важная составляющая информационного общества // Broadcasting (Телевидение и радиовещание). – 2003. – № 3

52. Мамаев Н.С., Мамаев Ю.Н., Теряев Б.Г. Цифровое телевидение / Под ред. Н.С. Мамаева. – М.: Горячая линия – Телеком, 2001. – 180 с.

53. Зубарев Ю.Б., Кривошеев М.И., Красносельский И.Н. Цифровое телевизионное вещание. Основы, методы, системы. – М.: НИИР, 2001. – 568 с.

54. Мамчев Г.В. Основы радиосвязи и телевидения. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007. – 380 с.

55. Попов А.С., Ильин А.Г. Программа для расчета зон покрытия и напряженности электромагнитного поля телевизионных радиостанций // Доклады конференции. – Новокузнецк: КузГТУ, 2010.

56. Попов А.С., Курячий М.И. Капустин В.В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011618413 (от 26 октября 2011 года) «Программа для расчета зон покрытия цифровых телевизионных передатчиков».

57. Попов А.С., Курячий М.И. Капустин В.В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2013611585 (от 05 января 2013 года) «Программа для оптимизации зон покрытия цифровых телевизионных радиостанций «Zona 2.0».

58. Попов А.С. Определение критериев оптимальности зон покрытия цифровых телевизионных радиостанций в одночастотной сети // Доклады ТУСУРа. – 2012. – № 2 (26), ч.1. С. 70.

59. Черноруцкий И.Г. Методы оптимизации в теории управления. – СПб.:

Питер, 2004. – 256 с.

60. Technical Report ETSI TR 101 290 V1.2.1 (2001–05) Digital Video Broadcasting (DVB); Measurement guidelines for DVB systems. – RTR/JTC–DVB–77.

61. Technical Report ETSI TR 101 290 V1.2.1 (2001–05) Digital Video 9.1.

European Standard (Telecommunications series) ETSI EN 300 744 V1.5.1 (2004–11) Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television. – REN/JTC–DVB–156.

62. Попов, А.С., Курячий М.И. Комплексная оценка качества вещания цифрового эфирного телевидения // Распознавание – 2012. – Курск. – 2012. – С.

108 – 109.

63. Мамаев Н.С. Системы цифрового телевидения и радиовещания / Н.С.Мамаев, Ю.Н. Мамаев, Б.Г. Теряев / под ред. Н.С. Мамаева. – М.:Горячая линия – Телеком, 2006. – 254 с.

64. Зубарев Ю.Б., Кривошеев М.И., Красносельский И.М. Цифровое телевизионное вещание. Основы, методы, системы. – М.: Научно– исследовательский институт радио (НИИР). 2001. – 568 с.

65. Серов А. DVB–T2 – цифровое телевидение второго поколения. Журнал «625», 7/2009, С. 70–73. Broadcasting (DVB); Measurement guidelines for DVB systems. – RTR/JTC–DVB–77.

66. Попов А.С. Система дистанционного контроля и управления цифровыми радиотелевизионными передатчиками // Научная сессия ТУСУР–2009: материалы докладов научно–технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых / г. Томск, 12–15 мая 2009. – В пяти частях. Ч. 1, С. 121–123.

67. Попов А.С. Разработка системы дистанционного мониторинга цифровых радиотелевизионных передатчиков. // Системы автоматизации и информатизации производственного назначения. – Всероссийская научно– 2009: VII–я практическая конференция «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве – AS’2009». г. Новокузнецк, – В пяти частях. Ч. 2, С. 228–230.

68. Попов А.С., Воробьев А.М. Разработка системы мониторинга качества питьевой воды в условиях чрезвычайных ситуаций // Научная сессия ТУСУР– 2010: Материалы докладов Всероссийской научно–технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск, 4–7 мая 2010 г. – Томск: В– Спектр, 2010. – В пяти частях. Ч. 1, С. 163–166.

69. Попов А.С., Капустин В.В., Курячий М. И. Интерактивная система эфирного цифрового телевизионного вещания с повышенной помехоустойчивостью // XI Международная конференция – Телевидение:

передача и обработка изображений, – Санкт–Петербург. – 2014.

70. Цифровые телевизионные передатчики серии «Полярис ТВЦ»

[Электронный ресурс]: ООО «НПП Триада ТВ» [Новосибирск] // http://triadatv.ru/download/Triada-TV_DVB-T2_transmitters_2014_rus_rev1.pdf, свободный (дата обращения 01.09.2014).

71. ГОСТ Р8.563–2009. Методики (Методы) измерений.

72. Попов А.С. Оценка уровня помехоустойчивости одночастотных систем цифрового эфирного телевизионного вещания // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – Томск:

ТУСУР, 2013. № 3 (29). – C. 175–179.

73. Плата HDAccess 2 [Электронный ресурс]: Группа компаний Elecard [Томск] // http://www.elecard.com/en/products/digital-tv-solutions/capturecards/hdaccess.html, свободный (дата обращения 01.09.2014).

74. Попов, А.С., Курячий М.И. Методика определения оптимальной зоны обслуживания одиночной передающей станции наземного цифрового телевещания стандарта DVB–T2 на территории города Кемерово // Распознавание

– 2013. – Курск. – 2013. – С. 278 – 281.

75. Collins TJ (July 2007). «ImageJ for microscopy». BioTechniques 43 (1 Suppl): 25–30. DOI:10.2144/000112517. PMID 17936939.

76. Girish V, Vijayalakshmi A (2004). «Affordable image analysis using NIH Image/ImageJ». Indian J Cancer 41 (1): 47. PMID 15105580.

77. Barboriak D, Padua A, York G, Macfall J (2005). «Creation of DICOM– aware applications using ImageJ». J Digit Imaging 18 (2): 91–9. DOI:10.1007/s10278– 004–1879–4. PMID 15827831.

78. ETS 300744: «Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television».

79. ETS 300429: «Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems».

80. А133 Implementation guidelines for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB–T2) DVB Document A133. February 2009.

81. А122 Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB–T2) DVB Document A122. June 2008 a122.tm3980r5. DVB–T2, a122r1.tm3980r7. DVB–T2.

82. European Standard (Telecommunications series) ETSI EN 300 744 V1.5.1 (2004–11) Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television. – REN/JTC–DVB–156.

83. European Standard (Telecommunications series) ETSI EN 302 304 V1.1.1 (2004–11) Digital Video Broadcasting (DVB); Transmission System for Handheld Terminals (DVB–H). – DEN/JTC–DVB–155.

84. РЕКОМЕНДАЦИЯ МСЭ–R BT.1368–6. Критерии планирования для услуг эфирного цифрового телевидения в диапазонах ОВЧ/УВЧ (Вопрос МСЭ–R 4/6) (1998–1998–2000–2002–2004–2005–2006).

85. Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital transmission system for cable systems (DVB–C2) DVB Document A138. April 2009.

86. Попов А.С. Применение методов Окамура–Хата и Введенского для расчета зон покрытия цифровых телевизионных передатчиков // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники.

– Томск: ТУСУР, 2010. № 2 (22), ч. 2. C. 176–179.

87. Попов А.С. Применение методов Окамура–Хата и Введенского для расчета выходной мощности цифровых телевизионных передатчиков // VII Международная научно–практическая конференция «Электронные средства и системы управления–2010». – Томск: ТУСУР, 2010.

88. Птачек М. Цифровое телевидение. Теория и техника. – М.: Радио и связь, 1990. – 528 с.

89. Ибрагим К.Ф. Телевизионные приемники. Пер с англ. – М.:Мир, 2000.– 432с.

90. Телевидение / Под ред. В.Е.Джаконии.–М.: Радио и связь, 2004.–616с.

91. Быков Р.Е., Теоретические основы телевидения.– СПб.: Лань, 1998.– 288с.

92. Сэломон Д. Сжатие данных, изображений и звука. – М.: Техносфера, 2004. – 368 с.

93. Мамчев Г.В. Практические аспекты построения системы цифрового наземного телевизионного вещания DVB–T. – Новосибирск: СибГУТИ, 2008. – 291 с.

94. Мамчев Г.В., Тырыкин С.В. Основы цифрового телевизионного вещания. – Новосибирск: НГТУ, 2010. – 372 с.

95. Носов В.И., Бактеев В.Н., Штанюк Л.А. Выбор оптимальной точки размещения радиотелевизионной передающей станции//Вестник СибГАУ. 2010 г.

– Выпуск 3 (29) – С. 20 – 24.

96. Носов В.И., Сартаков К.В. Оптимальное построение наземной сети цифрового телевизионного вещания// Вестник СибГУТИ. – 2009 г. – № 2 – С. 46 – 54.

97. Пономарев, Г. А. Распространение УКВ в городе: / Г. А. Пономарев, А.

Н. Куликов, Е. Д. Тельпуховский. - Томск: МП "Раско", 1991. - 222 с.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |
Похожие работы:

«СМИРНОВА ЛАРИСА ПЕТРОВНА ДИЗАЙН ИЗДЕЛИЙ ПО УХОДУ ЗА РЕБЁНКОМ ПЕРВОГО ГОДА ЖИЗНИ Специальность: 17.00.06 – Техническая эстетика и дизайн ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата искусствоведения Научный руководитель: доктор искусствоведения, профессор Грашин Александр...»

«Самищенко Алексей Сергеевич Научные основы дактилоскопии и перспективы их развития Специальность 12.00.12 — криминалистика; судебно-экспертная деятельность; оперативно-розыскная деятельность Диссертация на соискание ученой степени кандидата юридических наук Научный руководитель:...»

«Попов Александр Сергеевич ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ИНТЕРАКТИВНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМ ЭФИРНОГО ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ Специальность 05.12.04 – радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения Диссертация на соискание учёной степени кандидата...»









 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.